下一代太陽(yáng)能“潛力股”？微型光伏電池DragonSCALES首次抵達(dá)太空！

MPower Technology 是一家位于美國(guó)新墨西哥州的科創(chuàng)公司，由前桑迪亞國(guó)家實(shí)驗(yàn)室科學(xué)家穆拉特·奧坎丹（Murat Okandan）創(chuàng)立，致力于便攜式太陽(yáng)能電池及系統(tǒng)的研發(fā)。

在過去的幾十年中，太陽(yáng)能技術(shù)取得了重大進(jìn)展，低成本硅的使用開始呈爆炸式增長(zhǎng)，并被廣泛應(yīng)用于住宅、商業(yè)和公用事業(yè)。

硅電池甚至一度進(jìn)軍太空，在太空中，衛(wèi)星最初同樣是由硅電池供電。早在 20 世紀(jì) 50 年代，美國(guó)就****了一顆完全由太陽(yáng)能驅(qū)動(dòng)的衛(wèi)星，實(shí)現(xiàn)了單硅晶太陽(yáng)能電池在太空領(lǐng)域的首次應(yīng)用，該衛(wèi)星運(yùn)行時(shí)間甚至長(zhǎng)達(dá) 7 年之久。

1970 年，中國(guó)空間技術(shù)研究院研制的 “東方紅一號(hào)”（Dong Fang Hong I）成功****，這是中國(guó)自主研制的第一顆人造衛(wèi)星，其中同樣使用到太陽(yáng)能電池。

為了進(jìn)一步提高衛(wèi)星的效率和能力，傳統(tǒng)太陽(yáng)能電池板最終被砷化鎵技術(shù)取代。但是，新功能的需求迫使人們從未放緩對(duì)新型太陽(yáng)能技術(shù)的研發(fā)。

據(jù)悉，SpaceX、亞馬遜的 “柯伊伯計(jì)劃” 等新的商業(yè)衛(wèi)星項(xiàng)目正在籌備****數(shù)千顆衛(wèi)星，而砷化鎵的成本和有限的供應(yīng)能力已不能滿足這些新需求。

另一方面，5G 和其他通信技術(shù)的爆炸式增長(zhǎng)正在催生新的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備和傳感器的出現(xiàn)，其中許多需要能量收集來支持自主操作。

在這種情況下，為遠(yuǎn)程離網(wǎng)應(yīng)用提供電力的便攜式、靈活且重量更輕的解決方案的需求激增，而 DragonSCALES 的誕生意味著人類克服了現(xiàn)有基于砷化鎵解決方案的成本和供應(yīng)限制，對(duì)新一代小型太陽(yáng)能的構(gòu)想正在成為現(xiàn)實(shí)。

據(jù)悉，DragonSCALES 始于高效率、最先進(jìn)的硅電池，mPower Technology 與全球領(lǐng)先的研究機(jī)構(gòu)合作，將單晶硅和其他先進(jìn)結(jié)構(gòu)應(yīng)用于 DragonSCALES 架構(gòu)。

“我們利用大規(guī)模的陸地硅光伏市場(chǎng)來最大限度地降低成本，同時(shí)打破了定制電池難以規(guī)?；囊?guī)則。DragonSCALES 單元可以定制為任何形狀和尺寸，因此可以輕松集成到任何設(shè)計(jì)中?！?奧坎丹接受媒體采訪時(shí)表示。

在創(chuàng)立 mPower Technology 之前，奧坎丹在桑迪亞國(guó)家實(shí)驗(yàn)室工作了 16 年，從而為現(xiàn)在的 DragonSCALES 奠定了基礎(chǔ)。同時(shí)，他參與了大量的技術(shù)開發(fā)項(xiàng)目，從生物醫(yī)學(xué)中的神經(jīng)植入到極端傳感器和太陽(yáng)能系統(tǒng)，所有項(xiàng)目都利用了微系統(tǒng)和微制造技術(shù)。

2017 年，奧坎丹展示了其在實(shí)驗(yàn)室開發(fā)的小型、輕便、靈活的太陽(yáng)能電池技術(shù)原型。

DragonSCALES 輕巧、靈活且具有高彈性，將硅光伏領(lǐng)域的最新進(jìn)展與桑迪亞國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的開創(chuàng)性研發(fā)相結(jié)合，為太陽(yáng)能創(chuàng)造了全新的視角。無論是外太空的惡劣環(huán)境、最惡劣的陸地環(huán)境，還是最小的嵌入式傳感器應(yīng)用，DragonSCALES 都能提供完全可定制、經(jīng)濟(jì)高效的解決方案，為廣泛的太陽(yáng)能應(yīng)用創(chuàng)造全新的范例。

值得注意的是，在太空應(yīng)用方面，該太陽(yáng)能電池技術(shù)可通過在軌輻射恢復(fù)，最大限度地提高其在惡劣太空環(huán)境下的性能并延長(zhǎng)使用壽命。

空間電力系統(tǒng)傳統(tǒng)上由多結(jié)、高效的太陽(yáng)能電池組成，但它們的成本非常高并且年生產(chǎn)能力有限。這兩個(gè)限制對(duì)于商業(yè)空間的新時(shí)代來說是一個(gè)很大的問題。

DragonSCALES 的獨(dú)特之處不僅在于單元和模塊架構(gòu)，還在于它如何在面板陣列級(jí)別進(jìn)行集成，從而最大限度地減少許多復(fù)雜且成本高昂的系統(tǒng)組裝步驟。所有這些都是在提高可靠性和減少質(zhì)量的同時(shí)完成的。
據(jù)了解，DragonSCALES 將被用以驅(qū)動(dòng)航天器系統(tǒng)公司 Lynk Global Inc. 于今年夏天****的的小型衛(wèi)星上。

mPower Technology 總裁兼 CEO 凱文·黑爾（Kevin Hell）表示：“這是我們與 Lynk Global 合作推出的創(chuàng)新 DragonSCALES 產(chǎn)品的首次發(fā)布，我們期待他們的星座成功在軌演示。隨著人們對(duì)我們用于各種新太空動(dòng)力任務(wù)的技術(shù)的興趣迅速增加，我們預(yù)計(jì)在不久的將來會(huì)有更多的****?！?br />
未來，該太陽(yáng)能技術(shù)或許會(huì)在月球得到大規(guī)模運(yùn)用。不久前，美國(guó)宇航局已選擇五個(gè)商業(yè)團(tuán)隊(duì)為月球表面開發(fā)可垂直部署的太陽(yáng)能電池陣列系統(tǒng)，mPower Technology 正是其中的一個(gè)團(tuán)隊(duì)。

這些系統(tǒng)可折疊成不到半立方米的體積，便于充電站點(diǎn)之間的運(yùn)輸，從而實(shí)現(xiàn)大型太陽(yáng)能電池陣列的部署，以提供可持續(xù)的電力。有朝一日可能會(huì)用作充電站，為探測(cè)器、電池組以及航天器和宇航員使用的其他電氣設(shè)備充電。

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參考：

https://phys.org/news/2017-02-sandia-solar-glitter-closer-agreement.html